换流站低压直流接地故障处理策略优化

摘 要：低压直流系统作为换流站控制保护系统重要辅助电源，其稳定性尤为重要。文章介绍了换流站低压直流系统接地危害，阐述了低压直流故障检测新旧方法，并以±500kv鹅城换流站一起低压直流系统接地故障进行了分析与处理，对换流站低压直流接地故障处理策略提出优化建议。

关键词：换流站；低压直流；接地故障；处理策略

引言

低压直流系统作为换流站重要辅助电源，担负着直流换流站控制、保护装置各控制电源、信号电源等重要负荷。正常运行时，低压直流系统不能退出运行，同时直流换流站内信号扰动大，在线监测装置易受到干扰而无法定位故障点。本文就换流站低压直流接地故障查找策略进行探讨。

1 低压直流系统接地危害

一般来说，室外设备密封损坏，或者电缆老化且其危害将随电压等级升高而增大。当出现多点接地时，可引起继电器误动作，开关跳闸[1]。或信号错误，导致直流保护采样误判，直流保护误动作，高压直流系统闭锁。

2 直流接地故障查找方法

基于断开直流回路方式，进行拉路寻找、分段处理。以先信号和照明部分后操作部分，先室外后室内原则。在切断各专用直流回路（控制保护动作回路）时，切断时间不得超过3s。且遵循以下注意事项：查找接地点禁止使用灯泡寻找方法；仪表检查时，内阻不低于2000Ω/V；处理时不得造成直流短路和另一点接地[2]。

该方法在一般变电站使用较多，为传统的直流系统限制，在直流接地故障定位方面存在一些不足。比如处理时间长，定位不准确，无法处理间接接地、非金属接地、环路接地、正负平衡接地、多点接地等情况，存在较大局限性，在国内换流站无法大面积推广。

随着科技进步，微型计算机技术及算法突破，在模糊控制理论、通信噪声理论、低频信号检测、在直流接地仪器上应用，低频信号测试法（也称交流法[3]）可靠性越来越高，精度、抗干扰能力进一步增强。对直流系统大的分布电容、电磁脉冲、其它噪声等抗干扰能力大大提高，可对支路接地进行准确指向定位[4]。

3 换流站直流接地特殊性及处理策略优化

如前文所述，换流站使用大量控制保护信号，其直流电源稳定性至关重要。尤其在部分设备指示信号直接作用于高压直流保护，一旦信号发生变位，可能导致保护误判直流运行方式发生变化，控制保护软件将对采样电压、电流等进行筛选，重新计算保护，一旦满足条件，将导致保护误动，直流闭锁。

此条件下，原有的试拉法进行直流接地检查是存在极大风险的，国内就出现过因查找直流接地故障，导致直流换流站双极闭锁的事故。

在此种条件下，优化原有的处理策略，结合天气和接地特点，使用“低频信号测试法”作为重要手段[5]，最终定位完毕后，结合回路“试拉法”处理故障。能有效提高故障处理效率和安全性。

4 典型直流接地故障处理分析

某年5月，某站极Ⅰ水冷系统直流电源接地告警。站内直流电压等级为110V，现场检查发现，在EA屏，EB屏MCU1000均发现接地告警。在绝缘监察装置发现EA屏接地电阻在6KΩ和接地之间变动。同时EC屏发出alarm总告警。打开柜门检查，EA屏的GC2组检测小模块K10黄灯亮，该位置为极1水冷A系统控制监视电源。

因该路电源用于直流场部分刀闸开关接点信号电源，一旦电源丢失，可能引起直流保护测量值跳变，易导致直流闭锁。此种情况下，无法通过断开直流支路空开的方式进行直流接地故障定位。决定使用低频信号测试法进行故障查找。

现场根据制定的处理策略，分析此次接地故障。此次接地报警时，换流站内突降暴雨，但该路负荷涉及到直流场极母线区域、中性母线区域、双极公共区域、阀厅、外水冷系统等多个系统，需要测定具体的故障区域。同时根据换流站户外设备布置图，分析可能的故障点在户外直流场及冷却塔接线盒。

首先在P1CCPA柜内该控制电源总进线处接入800D绝缘检测装置，进行“低频信号测试法”检查。分别对支路进行信号检测，发现“D点”位置出现入地电流信号，如图1所示。

结合图纸，发现对应设备为1#冷却塔状态指示信号电源正接地。该回路为换流站阀水冷系统A系统指示信号，信号临时消失，不会导致直流输电系统异常。

在定位完毕，分析故障点不存在其他风险后，在户外冷却塔端子箱进行具体检查，通过试拉法检查3台风机接点，发现1#冷却塔的1#风扇安全开关绝缘降低，对其进行隔离后，全部恢复正常。

此次故障处理，使用“低频信号测试法”作为重要手段，最终定位完毕后，结合回路“试拉法”处理故障。避免了盲目试拉直流负荷开关，且定位迅速，为直流安全稳定运行奠定了良好基础。

5 结束语

本文分析了换流站直流接地危害，并结合±500kv换流站一次直流接地故障处理，分析了换流站直流接地故障的特殊性，在不断开任何一路直流电源情况下，使用“低频信号测试法”进行故障定位。对直流接地故障处理策略进行优化，提出了适用于目前直流换流站低压直流接地处理新方法。

参考文献

[1]张科峰，方稳根.厂站低压直流系统接地查找[J].电力系统保护与控制，2008，36（20）：93-96.

[2]电力行业职业技能鉴定指导中心.继电保护（第二版）[M].北京：中国电力出版社，2009.

[3]邱政宇直流接地故障检测新方法探讨[J].广东水利水电，2009（10）：71-73.

[4]王洪涛，李天云，刘辉军.基于二维线性跟踪器的二次系统直流接地故障检测新方法[J].电网技术，2012，36（5）：204-207

[5]杜松轩，陈亮宏，杨俊.一起换流站低压直流系统接地故障的分析及对策[J].广东科技，2012（21）：49-50.